KR20240085171A - Battery module and battery pack including the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 포함하고, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은, 복수의 전지 셀과, 상기 복수의 전지 셀이 수용되는 하우징과, 상기 복수의 전지 셀 사이에 배치되며 상기 하우징과 함께 격실을 구획하는 배리어, 및 상기 하우징에 제공되며 상기 격실에 배치된 전지 셀을 위한 벤트부를 포함하고, 상기 하우징과 상기 배리어는 서로 이어져 상기 격실을 한정한다.The present invention includes a battery module and a battery pack including the same, and the battery module according to an embodiment of the present invention includes a plurality of battery cells, a housing in which the plurality of battery cells are accommodated, and a space between the plurality of battery cells. It includes a barrier disposed in and defining a compartment together with the housing, and a vent portion provided in the housing for a battery cell disposed in the compartment, wherein the housing and the barrier are connected to each other to define the compartment.
Description
본 발명은 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 열 폭주 시 열 전파 차단 기능이 개선된 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module and a battery pack including the same, and more specifically, to a battery module with improved heat propagation blocking function during thermal runaway and a battery pack including the same.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차 전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 이에 따라, 다양한 요구에 부응할 수 있는 이차 전지에 대한 연구가 많이 행해지고 있다.As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing. Accordingly, much research is being conducted on secondary batteries that can meet various needs.
이차 전지는 휴대폰, 디지털 카메라, 노트북 등의 모바일 기기뿐만 아니라, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차 등의 동력 장치에 대한 에너지원으로도 많은 관심을 모으고 있다.Secondary batteries are attracting much attention as an energy source not only for mobile devices such as mobile phones, digital cameras, and laptops, but also for power devices such as electric bicycles, electric vehicles, and hybrid electric vehicles.
최근 이차 전지의 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 이차 전지 구조에 대한 필요성이 높아지면서, 다수의 이차 전지가 직렬/병렬로 연결된 전지 모듈을 집합시킨 중대형 모듈 구조의 전지 팩에 대한 수요가 증가하고 있다.Recently, as the need for high-capacity secondary battery structures has increased, including the use of secondary batteries as energy storage sources, the demand for battery packs with a medium to large module structure that aggregates battery modules with multiple secondary batteries connected in series/parallel is increasing. .
한편, 복수개의 전지 셀을 직렬/병렬로 연결하여 전지 팩을 구성하는 경우, 적어도 하나의 전지 셀로 이루어지는 전지 모듈을 구성하고, 적어도 하나의 전지 모듈을 이용하여 기타 구성 요소를 추가하여 전지 팩을 구성하는 방법이 일반적이다. 이러한 중대형 전지 모듈을 구성하는 전지 셀들은 충방전이 가능한 이차 전지로 구성되어 있으므로, 이와 같은 고출력 대용량 이차 전지는 충방전 과정에서 다량의 열을 발생시킨다. Meanwhile, when a battery pack is constructed by connecting a plurality of battery cells in series/parallel, a battery module is composed of at least one battery cell, and other components are added using at least one battery module to form a battery pack. This is a common method. Since the battery cells that make up these medium-to-large battery modules are composed of secondary batteries capable of charging and discharging, such high-output, large-capacity secondary batteries generate a large amount of heat during the charging and discharging process.
전지 셀의 특정 조건에서 내부 온도가 상승하면 전지 셀의 비정상적인 반응으로 인해 과도하게 과열되거나 과충전된 전지 셀로부터 열 폭주가 발생할 수 있다.If the internal temperature of a battery cell rises under certain conditions, abnormal reactions of the battery cell may cause excessive overheating or thermal runaway from an overcharged battery cell.
열 폭주 시, 문제의 전지 셀로부터는 고온의 열과 배기 부산물을 포함한 배기 가스가 배출되는데, 전지 모듈에서는 이러한 고온의 열과 배기 가스가 다른 전지 셀로 이동되어 피해를 주지 않도록, 다시 말해 열 전이되지 않도록 하는 것이 중요하다.In the event of thermal runaway, high-temperature heat and exhaust gas containing exhaust by-products are emitted from the battery cell in question. The battery module is designed to prevent such high-temperature heat and exhaust gas from moving to other battery cells and causing damage, that is, preventing heat transfer. It is important.
이에 따라 전지 모듈을 구획화하고 구획화된 영역에 전지 셀을 배치하여 전지 모듈을 구성하려는 노력들이 시도되고 있는데, 이러한 구획화에는 비용이 많이 들고 많은 공간이 필요하다는 문제점이 있다.Accordingly, efforts are being made to configure the battery module by compartmentalizing the battery module and placing battery cells in the compartmentalized area, but this compartmentalization has the problem of being expensive and requiring a lot of space.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 열 폭주에 의한 열 전이를 방지(또는 최소화)하는 것이다.The problem that the present invention aims to solve is to prevent (or minimize) heat transfer due to thermal runaway.
그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.However, the problems to be solved by the embodiments of the present invention are not limited to the above-described problems and can be expanded in various ways within the scope of the technical idea included in the present invention.
본 발명의 일 측면에 따른 전지 모듈은, 복수의 전지 셀과, 상기 복수의 전지 셀이 수용되는 하우징과, 상기 복수의 전지 셀 사이에 배치되며 상기 하우징과 함께 격실을 구획하는 배리어, 및 상기 하우징에 제공되며 상기 격실에 배치된 전지 셀을 위한 벤트부를 포함하고, 상기 하우징과 상기 배리어는 서로 이어져 상기 격실을 한정한다.A battery module according to an aspect of the present invention includes a plurality of battery cells, a housing in which the plurality of battery cells are accommodated, a barrier disposed between the plurality of battery cells and dividing a compartment together with the housing, and the housing. and includes a vent portion for a battery cell disposed in the compartment, and the housing and the barrier are connected to each other to define the compartment.
상기 복수의 전지 셀은 복수의 전지 셀 그룹을 포함하고, 상기 배리어는 상기 복수의 전지 셀 그룹 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 전지 셀 그룹 각각은 대응하는 각 격실 내에 배치될 수 있다.The plurality of battery cells may include a plurality of battery cell groups, and the barrier may be disposed between the plurality of battery cell groups. For example, each of the plurality of battery cell groups may be disposed within each corresponding compartment.
상기 배리어와 상기 벤트부는 비중첩할 수 있다. 예를 들어, 벤트부는 열을 이루어 배열되고, 배리어는 벤트부의 열 사이에 배치될 수 있다.The barrier and the vent portion may not overlap. For example, the vent units may be arranged in rows, and the barrier may be disposed between the rows of vent units.
상기 배리어는 내열재 및/또는 내화재를 포함할 수 있다. 일 실시예를 통해 배리어는 유리 섬유 시트, 실리콘 시트, 운모, (MICA), 또는 FLAME BARRIER FRB, 및 폼 패드 중 하나로 이루어질 수 있다.The barrier may include a heat-resistant material and/or a fire-resistant material. In one embodiment, the barrier may be made of one of a fiberglass sheet, a silicone sheet, mica, (MICA), or FLAME BARRIER FRB, and a foam pad.
또한 상기 배리어는 보강재를 더욱 포함할 수 있다. 일 실시예를 통해 배리어는 상기 보강재 및 상기 보강재에 적층된 상기 내열재를 포함할 수 있다.Additionally, the barrier may further include reinforcing material. In one embodiment, the barrier may include the reinforcing material and the heat-resistant material laminated on the reinforcing material.
상기 하우징은 한 쌍의 제1 면과 상기 한 쌍의 제1 면에 수직하게 배치되는 한 쌍의 제2 면을 갖는 모듈 프레임을 포함하고, 상기 배리어는 상기 한 쌍의 제1 면 또는 상기 한 쌍의 제2 면에 접촉되어 지지될 수 있다.The housing includes a module frame having a pair of first faces and a pair of second faces disposed perpendicular to the pair of first faces, and the barrier is connected to the pair of first faces or the pair of first faces. It can be supported by contacting the second surface of .
상기 배리어는 상기 모듈 프레임의 길이 방향을 따라 배열될 수 있다.The barrier may be arranged along the longitudinal direction of the module frame.
상기 한 쌍의 제1 면은 상기 모듈 프레임의 넓은 면으로 이루어지고, 상기 한 쌍의 제2 면은 상기 모듈 프레임의 좁은 면으로 이루어지며, 상기 벤트부는 상기 한 쌍의 제1 면 중 적어도 어느 한 면을 관통하는 관통홀을 포함할 수 있다.The pair of first sides is made of a wide side of the module frame, the pair of second sides is made of a narrow side of the module frame, and the vent portion is located on at least one of the pair of first sides. It may include a through hole penetrating the surface.
상기 관통홀은 상기 적어도 어느 한 면의 길이 방향을 따라 복수로 배열될 수 있다.The through holes may be arranged in plural numbers along the longitudinal direction of at least one side.
상기 관통홀은 복수의 열로 배열되고, 상기 배리어는 이웃하는 관통홀의 열 사이에 배치될 수 있다. The through holes may be arranged in a plurality of rows, and the barrier may be disposed between adjacent rows of through holes.
다른 실시예를 통해 전지 모듈은, 상기 전지 셀과 전기적으로 연결되는 버스 바 및 상기 버스 바가 지지되는 버스 바 프레임을 포함하는 버스 바 어셈블리를 더욱 포함하고, 상기 배리어는 상기 버스 바 프레임에 접촉되어 지지될 수 있다.In another embodiment, the battery module further includes a bus bar assembly including a bus bar electrically connected to the battery cell and a bus bar frame on which the bus bar is supported, and the barrier is supported in contact with the bus bar frame. It can be.
다른 실시예를 통해 전지 모듈은, 상기 전지 셀과 전기적으로 연결되는 버스 바 및 상기 버스 바가 지지되는 버스 바 프레임을 포함하는 버스 바 어셈블리, 및 상기 버스 바 어셈블리를 덮으면서 상기 모듈 프레임에 결합되는 엔드 플레이트를 더욱 포함하고, 상기 배리어는 상기 엔드 플레이트에 접촉되어 지지될 수 있다.In another embodiment, a battery module includes a bus bar assembly that includes a bus bar electrically connected to the battery cell and a bus bar frame on which the bus bar is supported, and an end that covers the bus bar assembly and is coupled to the module frame. It may further include a plate, and the barrier may be supported by contacting the end plate.
상기 복수의 전지 셀은 복수의 전지 셀 그룹을 포함하고, 상기 버스 바 프레임은 상기 복수의 전지 셀 그룹에 각기 대응하여 서로 분리된 복수의 서브 버스 바 프레임을 포함하고, 상기 배리어는 복수의 서브 버스 바 프레임 중 이웃하는 서브 버스 바 프레임 사이로 연장되어 상기 엔드 플레이트의 내면에 맞닿을 수 있다.The plurality of battery cells include a plurality of battery cell groups, the bus bar frame includes a plurality of separated sub-bus bar frames corresponding to the plurality of battery cell groups, and the barrier includes a plurality of sub-bus bars. It may extend between neighboring sub-bus bar frames among the bar frames and come into contact with the inner surface of the end plate.
상기 엔드 플레이트는 상기 격실에 배치된 전지 셀을 위한 추가 벤트부를 포함할 수 있다. The end plate may include an additional vent portion for the battery cell disposed in the compartment.
상기 추가 벤트부는 상기 엔드 플레이트를 관통하는 추가 관통홀을 포함할 수 있다. The additional vent portion may include an additional through hole penetrating the end plate.
상기 전지 셀과 전기적으로 연결되는 버스 바 및 상기 버스 바가 지지되는 버스 바 프레임을 포함하는 버스 바 어셈블리를 더욱 포함하고, 상기 버스 바 프레임에는 슬릿이 형성되고, 상기 배리어는 상기 슬릿을 관통할 수 있다.It further includes a bus bar assembly including a bus bar electrically connected to the battery cell and a bus bar frame on which the bus bar is supported, wherein a slit is formed in the bus bar frame, and the barrier can penetrate the slit. .
상기 버스 바 어셈블리를 덮으면서 상기 모듈 프레임에 결합되는 엔드 플레이트를 더욱 포함하고, 상기 배리어는 상기 슬릿을 통과하여 상기 엔드 플레이트에 접촉되어 지지될 수 있다.It may further include an end plate that covers the bus bar assembly and is coupled to the module frame, and the barrier may pass through the slit and be supported by contacting the end plate.
본 발명의 다른 측면에 따르면 전술한 전지 모듈을 포함하는 전지 팩이 제공된다. According to another aspect of the present invention, a battery pack including the above-described battery module is provided.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면 상기 전지 팩을 포함하는 디바이스가 제공된다. According to another aspect of the present invention, a device including the battery pack is provided.
실시예들에 따르면, 격실에 배치된 전지 셀로부터 배출되는 배출 가스나 이로 인한 화염이 이웃하는 격실 내의 전지 셀로 전파되지 않도록 하여 전지 모듈 및 전지 팩의 손실을 최소화할 수 있다. According to embodiments, loss of battery modules and battery packs can be minimized by preventing exhaust gas discharged from battery cells disposed in a compartment or flames resulting therefrom from spreading to battery cells in neighboring compartments.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
본 기재의 특징들은 첨부된 도면을 참조하여 예시적인 실시예를 상세하게 설명함으로써 통상의 기술자에게 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전지 모듈을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II 선에 따른 절개 사시도이다.
도 3은 도 1의 III-III 선에 따른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배리어를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전지 모듈을 개략적으로 절개 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전지 모듈을 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6의 VII-VII 선에 따른 전개 사시도이다.Features of the present disclosure will become apparent to those skilled in the art by detailed description of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings.
Figure 1 is a perspective view showing a battery module according to a first embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view cut along line II-II in Figure 1.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 1.
Figure 4 is a perspective view schematically showing a barrier according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a schematic cutaway perspective view of a battery module according to a second embodiment of the present invention.
Figure 6 is a perspective view showing a battery module according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an exploded perspective view taken along line VII-VII of FIG. 6.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, various embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice the present invention. The invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly explain the present invention, parts that are not relevant to the description are omitted, and identical or similar components are given the same reference numerals throughout the specification.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.In addition, the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, so the present invention is not necessarily limited to what is shown. In the drawing, the thickness is enlarged to clearly express various layers and areas. And in the drawings, for convenience of explanation, the thicknesses of some layers and regions are exaggerated.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.Additionally, when a part of a layer, membrane, region, plate, etc. is said to be “on” or “on” another part, this includes not only cases where it is “directly above” another part, but also cases where there is another part in between. . Conversely, when a part is said to be “right on top” of another part, it means that there is no other part in between. In addition, being “on” or “on” a reference part means being located above or below the reference part, and necessarily meaning being located “above” or “on” the direction opposite to gravity. no.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, this means that it may further include other components rather than excluding other components, unless specifically stated to the contrary.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.In addition, throughout the specification, when referring to “on a plane,” this means when the target portion is viewed from above, and when referring to “in cross-section,” this means when a cross section of the target portion is cut vertically and viewed from the side.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전지 모듈의 사시도이고, 도 2는 도 1의 II-II 선에 따른 절개 사시도이고, 도 3은 도 1의 III-III 선에 따른 단면도이다. FIG. 1 is a perspective view of a battery module according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view cut along line II-II of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 1.
도 1 내지 도 3를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈(100)은, 복수의 전지 셀(110)과 이 복수의 전지 셀(110)이 수용되는 하우징(120)을 포함한다.1 to 3, the battery module 100 according to an embodiment of the present invention includes a plurality of battery cells 110 and a housing 120 in which the plurality of battery cells 110 are accommodated. .
본 실시예에서 전지 셀(110)은 파우치형 이차 전지로 구성된다. 즉, 전지 셀(110)은 양극판, 음극판 및 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체와, 이 전극 조립체가 수용되는 장방형의 셀 케이스를 포함한다. 셀 케이스의 외측으로는 양극판 및 음극판과 전기적으로 연결되는 전극 리드가 돌출 배치된다.In this embodiment, the battery cell 110 is composed of a pouch-type secondary battery. That is, the battery cell 110 includes an electrode assembly including a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator, and a rectangular cell case in which the electrode assembly is accommodated. On the outside of the cell case, electrode leads that are electrically connected to the positive and negative plates are protruding.
이러한 전지 셀(110)은 복수의 전지 셀 그룹(1101, 1102, 1103, 1104)을 구분되어 하우징(120) 내부 공간에 배열된다. 본 실시예에서는 전지 셀(110)은 4개의 전지 셀 그룹(1101, 1102, 1103, 1104)으로 구비되고, 하나의 전지 셀 그룹은 4개의 전지 셀로 구비되는데, 본 발명이 반드시 이로써 한정되는 것은 아니다.These battery cells 110 are divided into a plurality of battery cell groups 110 1 , 110 2 , 110 3 , and 110 4 and arranged in the internal space of the housing 120 . In this embodiment, the battery cell 110 is comprised of four battery cell groups (110 1 , 110 2 , 110 3 , 110 4 ), and one battery cell group is comprised of four battery cells. The present invention necessarily includes this. It is not limited.
이러한 복수의 전지 셀 그룹(1101, 1102, 1103, 1104)이 수용되는 하우징(120)은 모듈 프레임(122), 제1 엔드 플레이트(124) 및 제2 엔드 플레이트(126)를 포함하여 구성될 수 있다.The housing 120 in which these plurality of battery cell groups (110 1 , 110 2 , 110 3 , 110 4 ) are accommodated includes a module frame 122, a first end plate 124, and a second end plate 126. It can be configured as follows.
모듈 프레임(122)은 한 쌍의 제1 면(122a)과 한 쌍의 제2 면(122b)으로 구성된 사각관 형태의 프레임으로 구성될 수 있다. 본 실시예에서 한 쌍의 제1 면(122a)은 한 쌍의 제2 면(122b)에 비해 넓은 면으로 이루어지고, 한 쌍의 제2 면(122b)은 한 쌍의 제1 면(122a)에 비해 좁은 면으로 이루어진다. 이와 달리 한 쌍의 제1 면이 좁은 면으로 이루어지고 한 쌍의 제2 면이 넓은 면으로 이루어질 수도 있다. The module frame 122 may be composed of a square tube-shaped frame consisting of a pair of first sides 122a and a pair of second sides 122b. In this embodiment, the pair of first surfaces 122a is wider than the pair of second surfaces 122b, and the pair of second surfaces 122b is a pair of first surfaces 122a. It consists of a narrow side compared to the Alternatively, the first pair of surfaces may be narrow and the second pair of surfaces may be wide.
이에 따라 모듈 프레임(122)은 전지 셀 그룹(1101, 1102, 1103, 1104)이 수용될 수 있는 수용 공간을 가지며 길이 방향(x)을 따라 개구부가 대향 배치되는 구조를 가질 수 있다. 이러한 모듈 프레임(122)은 압출 성형에 의해 형성될 수도 있고, 넓은 면(122a)과 좁은 면(122b)을 구성하는 판재들이 용접 또는 나사, 리벳 등의 결합 수단에 의해 서로 연결되는 것으로도 구성 가능하다. 다른 한편으로 모듈 프레임(122)은 한 쌍의 좁은 면(122b)과 한 쌍의 넓은 면(122a) 중 하나(도면 기준으로 전지 모듈의 하부에 배치되는 넓은 면)가 하나의 일체형 구조체로 형성되고, 한 쌍의 넓은 면(122a) 중 다른 하나(도면 기준으로 전지 모듈의 상부에 배치되는 넓은 면)가 커버 방식으로 상기한 일체형 구조체에 결합되어 구성되는 것도 가능한데, 본 실시예에서는 이 경우로 모듈 프레임(122)이 구성된다.Accordingly, the module frame 122 has an accommodating space in which the battery cell groups 110 1 , 110 2 , 110 3 , and 110 4 can be accommodated, and may have a structure in which openings are opposed to each other along the longitudinal direction (x). . This module frame 122 may be formed by extrusion molding, or the plates constituting the wide side 122a and the narrow side 122b may be connected to each other by welding, screws, rivets, etc. do. On the other hand, the module frame 122 is formed as an integrated structure in which one of the pair of narrow sides 122b and the pair of wide sides 122a (the wide side disposed at the bottom of the battery module based on the drawing) is formed as an integrated structure. It is also possible that the other of the pair of wide surfaces 122a (the wide surface disposed at the top of the battery module based on the drawing) is coupled to the above-described integrated structure in a cover manner. In this embodiment, the module A frame 122 is formed.
제1 엔드 플레이트(또는 전면 엔드 플레이트)(124)와 제2 엔드 플레이트(또는 후면 엔드 플레이트)(126)는 모듈 프레임(122)의 개구부를 막으면서 모듈 프레임(122)의 양 단부에 용접 등을 통해 고정되어 전지 셀 그룹(1101, 1102, 1103, 1104)의 양단부 예를 들어, 전면부과 후면부를 커버한다. The first end plate (or front end plate) 124 and the second end plate (or rear end plate) 126 block the opening of the module frame 122 and are welded to both ends of the module frame 122. It is fixed through and covers both ends of the battery cell group (110 1 , 110 2 , 110 3 , 110 4 ), for example, the front and rear parts.
제1 엔드 플레이트(124) 및 제2 엔드 플레이트(126)는 모듈 프레임(122)의 개방된 제1 측(y축 방향)과 제2 측(-y측 방향)에 위치하여 전지 셀 그룹(1101, 1102, 1103, 1104)의 적층체를 커버한다. 이러한 제1 엔드 플레이트(124) 및 제2 엔드 플레이트(126)는 외부의 충격으로부터 전지 셀 그룹(1101, 1102, 1103, 1104)의 적층체 및 기타 전장품을 물리적으로 보호할 수 있다.The first end plate 124 and the second end plate 126 are located on the open first side (y-axis direction) and the second side (-y side direction) of the module frame 122 to form a battery cell group 110. 1 , 110 2 , 110 3 , 110 4 ) of the laminate is covered. These first end plates 124 and second end plates 126 can physically protect the stack of battery cell groups 110 1 , 110 2 , 110 3 , and 110 4 and other electrical components from external shock. .
제1 엔드 플레이트(124) 전지 셀 그룹(1101, 1102, 1103, 1104)의 적층체의 양 단부 사이 및 제2 엔드 플레이트(126)와 전지 셀 그룹(1101, 1102, 1103, 1104)의 적층체의 양 단부 사이에는, 전지 셀(110)을 서로 전기적으로 연결하기 위한 버스 바 어셈블리(200)가 배치된다.Between both ends of the stack of the first end plate 124 and the battery cell groups 110 1 , 110 2 , 110 3 , 110 4 and the second end plate 126 and the battery cell groups 110 1 , 110 2 , 110 A bus bar assembly 200 for electrically connecting the battery cells 110 to each other is disposed between both ends of the stack of 3 , 110 4 ).
버스 바 어셈블리(200)는 버스 바(210) 및 버스 바 프레임(212)를 포함한다. 버스 바(210)는 버스 바 프레임(212)에 장착되어 각각의 전지 셀(110)의 전극 리드와 전기적으로 연결될 수 있다. 버스 바 프레임(212)은 버스 바(210)의 위치를 고정시키고 외부 충격으로부터 전지 셀 그룹(1101, 1102, 1103, 1104)의 적층체 및 버스 바(210)를 물리적으로 보호할 수 있다. 본 실시예에서 이러한 버스 바 프레임(212)은 하나의 일체형 구조물로 구비된다.Bus bar assembly 200 includes a bus bar 210 and a bus bar frame 212. The bus bar 210 may be mounted on the bus bar frame 212 and electrically connected to the electrode lead of each battery cell 110. The bus bar frame 212 fixes the position of the bus bar 210 and physically protects the stack of battery cell groups 110 1 , 110 2 , 110 3 , and 110 4 and the bus bar 210 from external shock. You can. In this embodiment, this bus bar frame 212 is provided as one integrated structure.
한편, 이웃하는 전지 셀 그룹(1101, 1102, 1103, 1104) 사이에는 배리어(300)가 배치된다. 배리어(300)는 전지 셀 그룹(1101, 1102, 1103, 1104) 중 적어도 하나의 전지 셀이, 열 폭주되어 해당 전지 셀로부터 배출된 고온의 배출 가스, 배출 부산물(예: 금속 입자 등), 화염 등이 다른 전지 셀로 이동되는 것을 방지하게 된다.Meanwhile, a barrier 300 is disposed between neighboring battery cell groups 110 1 , 110 2 , 110 3 , and 110 4 . The barrier 300 protects the battery cell group (110 1 , 110 2 , 110 3 , 110 4 ) from the thermal runaway of at least one battery cell and blocks high-temperature exhaust gas and exhaust by-products (e.g., metal particles) discharged from the battery cell. etc.), flames, etc. are prevented from moving to other battery cells.
보다 구체적으로, 배리어(300)는 이웃하는 전지 셀 그룹(1101, 1102, 1103, 1104) 사이에 배치되어(예를 들어, 본 실시예에는 4개의 전지 셀 그룹 사이 모두에 배치됨) 하나의 전지 셀 그룹에 포함된 전지 셀이 열 폭주되어 이로부터 고온의 배출 가스와 이로부터 비롯된 열 에너지가 다른 전지 셀 그룹으로 전파되는 것을 방지하게 된다.More specifically, the barrier 300 is disposed between neighboring battery cell groups 110 1 , 110 2 , 110 3 , and 110 4 (e.g., in this embodiment, it is disposed between all four battery cell groups). When a battery cell included in one battery cell group undergoes thermal runaway, high-temperature exhaust gas and heat energy derived therefrom are prevented from propagating to another battery cell group.
이를 위해 배리어(300)는 하우징(120)과 함께 전지 셀 그룹(1101, 1102, 1103, 1104)을 위한 격실(310, 312, 314, 316)을 구성하게 된다.To this end, the barrier 300, together with the housing 120, forms compartments 310, 312, 314, and 316 for the battery cell groups 110 1 , 110 2 , 110 3 , and 110 4 .
전술한 바와 같이 배리어(300)는 전지 셀 그룹(1101, 1102, 1103, 1104) 사이에 배치된다. 여기서 배리어(300)는 도 3에 도시된 바와 같이, 모듈 프레임(122)의 양 넓은 면(122a)의 내면에 접촉되어 지지된다. 예를 들어, 배리어(300)는 도면 기준으로 상부 가장자리 및 하부 가장자리를 모듈 프레임(122)의 양 넓은 면(122a)의 내면에 맞닿도록 모듈 프레임(122) 내부에 배치된다. As described above, the barrier 300 is disposed between the battery cell groups 110 1 , 110 2 , 110 3 , and 110 4 . Here, the barrier 300 is supported by contacting the inner surfaces of both wide surfaces 122a of the module frame 122, as shown in FIG. 3. For example, the barrier 300 is disposed inside the module frame 122 so that its upper and lower edges contact the inner surfaces of both wide surfaces 122a of the module frame 122 based on the drawing.
이에 따라 하우징(120) 내부에는 배리어(300)와 하우징(120)의 일부가 이어져 한정되는(또는 만들어지는) 복수의(본 실시예에서는 4개) 격실(310, 312, 314, 316)이 제공된다. Accordingly, within the housing 120, a plurality of compartments (4 in this embodiment) (4 in this embodiment) are provided, which are defined (or created) by connecting the barrier 300 and a portion of the housing 120. do.
이러한 격실(310, 312, 314, 316) 각각에는 대응하는 전지 셀 그룹(1101, 1102, 1103, 1104)이 배치된다. 이 때, 각 전지 셀 그룹(1101, 1102, 1103, 1104)의 최외곽 전지 셀은 배리어(300)에 밀착될 수 있다. 더욱이, 전지 셀 그룹(1101, 1102, 1103, 1104) 중 최외곽 전지 셀 그룹(1101, 1104)에서 모듈 프레임(122)의 좁은 면(122b)에 이웃한 전지 셀과 좁은 면(122b) 사이에는 충격 흡수 등을 위한 패드(350)가 배치될 수 있다. 이 패드(350)는 필요에 따라 생략될 수 있다.In each of these compartments 310, 312, 314, and 316, corresponding battery cell groups 110 1 , 110 2 , 110 3 , and 110 4 are disposed. At this time, the outermost battery cell of each battery cell group (110 1 , 110 2 , 110 3 , 110 4 ) may be in close contact with the barrier 300. Moreover, in the outermost battery cell group (110 1 , 110 4 ) among the battery cell groups (110 1 , 110 2 , 110 3 , 110 4 ), the battery cells adjacent to the narrow side (122b) of the module frame 122 and the narrow A pad 350 for shock absorption, etc. may be disposed between the surfaces 122b. This pad 350 may be omitted as needed.
배리어(300)는 하우징(120) 내의 전지 셀 그룹(1101, 1102, 1103, 1104)의 배열에 따른 밀착력에 의해 고정 상태를 유지할 수 있고, 필요에 따라 넓은 면(122a)과의 접촉 부위가 접착제나 용접 등을 통해 고정되어 고정 상태를 더욱 강화시킬 수 있다. The barrier 300 can be maintained in a fixed state by adhesion according to the arrangement of the battery cell groups 110 1 , 110 2 , 110 3 , and 110 4 within the housing 120, and can be connected to the wide surface 122a as necessary. The contact area can be fixed through adhesive or welding to further strengthen the fixation.
배리어(300)는 내열재 및/또는 내화재를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어 배리어(300)는 유리 섬유 시트, 실리콘 시트, 운모(MICA), 또는 FLAME BARRIER FRB 등으로 구성될 수 있다. 다른 한편으로 배리어(300)는 폼 패드로도 구성될 수 있다. 또한, 배리어(300)는 보강재를 더욱 포함하여 구성될 수도 있다.The barrier 300 may be comprised of a heat-resistant material and/or a fire-resistant material. For example, the barrier 300 may be made of a glass fiber sheet, a silicon sheet, MICA, or FLAME BARRIER FRB. On the other hand, the barrier 300 may also be composed of a foam pad. Additionally, the barrier 300 may be configured to further include a reinforcing material.
도 4는 실시예에 따른 배리어(300)를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도시된 배리어(300)는 보강재(300a)와 내열재(300b)을 포함할 수 있다. 보강재(300a)는, 예를 들어 금속 시트일 수 있다. 보강재(300a) 및 내열재(300b)는 전지 셀(110)의 형상에 맞추어 장방형으로 구비되며, 내열재(300b)는 보강재(300a)의 양 측면에 적층된다. 이러한 구조의 배리어(300)는 전지 셀 그룹(1101, 1102, 1103, 1104) 사이에 배치될 때, 모듈 프레임(122)의 길이 방향(x)을 따라 길게 배치될 수 있다.Figure 4 is a perspective view schematically showing a barrier 300 according to an embodiment. The illustrated barrier 300 may include a reinforcing material 300a and a heat-resistant material 300b. The reinforcing material 300a may be, for example, a metal sheet. The reinforcing material 300a and the heat-resistant material 300b are provided in a rectangular shape to match the shape of the battery cell 110, and the heat-resistant material 300b is laminated on both sides of the reinforcing material 300a. When the barrier 300 of this structure is disposed between the battery cell groups 110 1 , 110 2 , 110 3 , and 110 4 , it may be arranged long along the longitudinal direction (x) of the module frame 122.
한편, 모듈 프레임(122)의 넓은 면(122a) 중 적어도 하나에는 벤트부(400)가 제공된다. 벤트부(400)는 각 격실(310, 312, 314, 316)에 배치된 전지 셀을 안전을 위한 것으로서, 전지 셀에서 배출된 고온의 배출 가스나 열은 물론 이들에 의해 발생되는 화염을 하우징(120) 외부로 배출시킬 수 있도록 구성된다.Meanwhile, a vent portion 400 is provided on at least one of the wide surfaces 122a of the module frame 122. The vent unit 400 is for the safety of the battery cells placed in each compartment (310, 312, 314, and 316), and protects the housing ( 120) It is configured to be discharged to the outside.
본 실시예에서 이러한 벤트부(400)는 모듈 프레임(122)의 넓은 면(122a)(도면 기준으로 상부에 배치되는 넓은 면)에 모듈 프레임(122)의 길이 방향(x)을 따라 등간격으로 배치되는 관통홀(400a)로 이루어진다. 관통홀(400a)은 적절한 형상을 가질 수 있고, 모듈 프레임(122)이 적정의 강도를 지니도록 적절한 크기를 가질 수 있다. In this embodiment, these vent parts 400 are located at equal intervals along the longitudinal direction (x) of the module frame 122 on the wide surface 122a (the wide surface disposed at the top based on the drawing) of the module frame 122. It consists of a through hole (400a) disposed. The through hole 400a may have an appropriate shape and an appropriate size so that the module frame 122 has appropriate strength.
벤트부(400)는 배리어(300)와는 중첩되지 않는다. 예를 들어, 도 1 및 도 3를 통해 더욱 알 수 있듯이, 벤트부(400)는 각 격실(310, 312, 314, 316)에 대응하는 모듈 프레임(122)의 넓은 면(122a) 상에 일렬로 배열되고, 배리어(300)는 이웃하는 벤트부(400) 사이에 배치된다.The vent portion 400 does not overlap the barrier 300. For example, as can be seen further through FIGS. 1 and 3, the vent portion 400 is aligned on the wide surface 122a of the module frame 122 corresponding to each compartment 310, 312, 314, and 316. are arranged, and the barrier 300 is disposed between neighboring vent parts 400.
본 실시예에서는 벤트부(400)가 모듈 프레임(122)의 길이 방향(x)으로 길게 형성된 슬롯 형태이고 각 격실(310, 312, 314, 316)에 대응하는 모듈 프레임(122)의 넓은 면(122a)의 중심부에 일렬로 배열된 관통홀(400a)로 구비되나, 본 발명의 벤트부(400)가 반드시 이로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 벤트부는 밸브 방식으로도 구성될 수 있다.In this embodiment, the vent portion 400 has a slot shape formed long in the longitudinal direction (x) of the module frame 122 and is located on the wide surface of the module frame 122 corresponding to each compartment 310, 312, 314, and 316 ( 122a) is provided with through holes 400a arranged in a row at the center, but the vent portion 400 of the present invention is not necessarily limited thereto. For example, the vent part may also be configured as a valve type.
이와 같이 구성되는 전지 모듈(100)은 전기 차량과 같은 디바이스에 적용되어 작동 중, 하나의 전지 셀 그룹(1101)(예를 들어, 도 3에서 왼쪽에서 첫 번째 전지 셀 그룹)의 전지 셀이 비정상 상태를 일으키면 이로부터 고온의 가스가 배출되고 해당 격실(310) 내에는 고온의 열이 발생되는데, 이 고온의 배출 가스 및 열은 이웃하는 전지 셀 그룹, 예를 들어 도 3에서 왼쪽에서 두 번째 전지 셀 그룹(1102)이 배치된 해당 격실(312)쪽으로는 배리어(300)에 차단되어 이동되지 못한다. 반면, 배출 가스와 열은 벤트부(400)가 배치된 하우징(120)의 상방으로 상승되어 관통홀(400a)을 통해 하우징(120) 외부로 배출될 수 있다. 심지어 격실(310)에서 화염이 발생되더라도 이 화염은 관통홀(400a)을 통해 하우징(120) 외부로 빠져나갈 수 있게 된다. 이처럼 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 전지 셀의 열 폭주가 일어나게 되더라도 배리어(300)와 하우징(120)에 의해 만들어지는 격실 및 벤트부에 의해 열 폭주가 일어난 전지 셀로부터 이에 이웃한 전지 셀로 열 전파가 되는 것을 방지 또는 지연시킬 수 있다. The battery module 100 configured in this way is applied to a device such as an electric vehicle and during operation, the battery cells of one battery cell group 110 1 (for example, the first battery cell group from the left in FIG. 3) When an abnormal state occurs, high-temperature gas is discharged from this and high-temperature heat is generated within the corresponding compartment 310. This high-temperature discharged gas and heat are generated in a neighboring battery cell group, for example, the second from the left in FIG. 3. It is blocked by the barrier 300 and cannot be moved toward the compartment 312 where the battery cell group 110 2 is placed. On the other hand, exhaust gas and heat may rise upwards of the housing 120 where the vent unit 400 is disposed and be discharged to the outside of the housing 120 through the through hole 400a. Even if a flame occurs in the compartment 310, the flame can escape to the outside of the housing 120 through the through hole 400a. In this way, even if thermal runaway of the battery cell occurs, the battery module 100 according to the embodiment is capable of moving from the battery cell in which thermal runaway occurred to a neighboring battery cell by the compartment and vent portion created by the barrier 300 and the housing 120. Heat propagation can be prevented or delayed.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전지 모듈(500)을 도시한 도면으로서, 도 1의 II-II 절단선에 따른 절개 사시도이다. 제2 실시예의 전지 모듈(500)은 제1 실시예의 전지 모듈(100)과 실질적으로 동일하게 형성되므로 이하 다른 구성에 대해서만 설명하도록 한다.FIG. 5 is a diagram illustrating a battery module 500 according to a second embodiment of the present invention, and is a perspective view cut along line II-II of FIG. 1. Since the battery module 500 of the second embodiment is formed substantially the same as the battery module 100 of the first embodiment, only the different configurations will be described below.
제2 실시예의 전지 모듈(500)에서 배리어(330)는, 전지 셀 그룹(1101, 1102, 1103, 1104) 사이에 배치될 때, 양 단부가 버스 바 어셈블리(200)의 버스 바 프레임(212)에 접촉되어 지지되도록 한다. 즉, 배리어(330)는 도면 기준으로 상부 가장자리 및 하부 가장자리는 모듈 프레임(122)의 넓은 면(122a)의 내측면에 접촉시키고 양 단부 가장자리는 버스 바 프레임(212)의 내측면에 접촉시킨다.In the battery module 500 of the second embodiment, when the barrier 330 is disposed between the battery cell groups 110 1 , 110 2 , 110 3 , and 110 4 , both ends are connected to the bus bar of the bus bar assembly 200. It is supported by contacting the frame 212. That is, based on the drawing, the upper and lower edges of the barrier 330 are in contact with the inner surface of the wide surface 122a of the module frame 122, and both end edges are in contact with the inner surface of the bus bar frame 212.
이러한 배리어(330)는 하우징(120) 내에 격실(310, 312, 314, 316)이 만들어질 때, 버스 바 어셈블리(200) 측으로도 각각의 전지 셀 그룹(1101, 1102, 1103, 1104)이 해당 격실(310, 312, 314, 316)에 완전히 격리되도록 할 수 있다. When the compartments 310, 312, 314, and 316 are created in the housing 120, the barrier 330 is applied to each battery cell group 110 1 , 110 2 , 110 3 , and 110 on the bus bar assembly 200 side. 4 ) can be completely isolated in the corresponding compartment (310, 312, 314, 316).
전지 셀의 열 폭주의 경우, 고온의 배출 가스와 함께 배출된 부산물(금속 입자 등)이 버스 바 어셈블리(200) 측으로 흘러 스파크를 일으킬 수 있다. 반면, 이 실시예의 전지 모듈(500)는 벤트부(400)를 통해 배출 가스 등을 미리 하우징(120) 외부로 배출하여 스파크 발생 현상을 줄일 수 있고, 스파크가 발생되더라도 버스 바 어셈블리(200) 주위에 배리어(330)가 배치되어 있으므로, 발생된 스파크는 배리어(330)에 차단되어 전지 모듈(500)의 전역으로 전파되는 것을 방지할 수 있다.In the case of thermal runaway of a battery cell, by-products (metal particles, etc.) discharged together with the high-temperature exhaust gas may flow toward the bus bar assembly 200 and cause sparks. On the other hand, the battery module 500 of this embodiment can reduce the phenomenon of spark generation by discharging exhaust gas, etc. to the outside of the housing 120 in advance through the vent portion 400, and even if sparks are generated, they do not occur around the bus bar assembly 200. Since the barrier 330 is disposed, the generated spark is blocked by the barrier 330 and can be prevented from propagating throughout the battery module 500.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전지 모듈을 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6의 VII-VII 선에 따른 절개 부분 사시도이다. Figure 6 is a perspective view showing a battery module according to a third embodiment of the present invention, and Figure 7 is a perspective view of a portion cut along line VII-VII of Figure 6.
제3 실시예에 따른 전지 모듈(600)도 제1 실시예의 전지 모듈(100)과 실질적으로 동일하게 형성되므로 이하 다른 구성에 대해서만 설명하도록 한다.Since the battery module 600 according to the third embodiment is formed substantially the same as the battery module 100 according to the first embodiment, only the different configurations will be described below.
제3 실시예의 전지 모듈(600)에서 배리어(370)는 전지 셀 그룹(1101, 1102, 1103, 1104) 사이에 배치될 때, 양 단부 중 적어도 하나의 단부 가장자리가 엔드 플레이트의 내측면에 접촉되어 지지되도록 한다. 더욱이 양 엔드 플레이트 중 적어도 하나의 엔드 플레이트에는 추가 벤트부가 제공된다.In the battery module 600 of the third embodiment, when the barrier 370 is disposed between the battery cell groups 110 1 , 110 2 , 110 3 , and 110 4 , at least one end edge of both ends is inside the end plate. Make sure it is supported by contacting the side. Moreover, at least one of the two end plates is provided with an additional vent portion.
도 6은 배리어(370)의 우측 단부의 가장자리가 제2 엔드 플레이트(126)의 내측면에 접촉되어 지지되는 것을 도시하고 있다. 이 경우, 버스 바 어셈블리(200)의 버스 바 프레임(212)은 전술한 실시예와 달리 일체형으로 형성되지 않고 전지 셀 그룹(1101, 1102, 1103, 1104)에 대응하여 분리된 개별형으로 형성될 수 있다. 이에 따라 배리어(370)는 모듈 프레임(122) 내에 배치될 때, 단부 영역이 분리된 버스 바 프레임(212) 사이에 위치되도록 하면서 단부 가장자리를 제2 엔드 플레이트(126)에 내측면에 밀착되도록 할 수 있다. 구체적으로, 버스 바 프레임(212)에는 배리어(370)가 삽입될 수 있는 슬릿(SL)이 형성된다. 배리어(370)는 버스 바 프레임(212)에 형성된 슬릿(SL)을 통과하여 제2 엔드 플레이트(126)의 내측면에 밀착될 수 있다.Figure 6 shows that the right end edge of the barrier 370 is supported by contacting the inner surface of the second end plate 126. In this case, unlike the above-described embodiment, the bus bar frame 212 of the bus bar assembly 200 is not formed as an integrated piece, but is formed into individual, separate units corresponding to the battery cell groups (110 1 , 110 2 , 110 3 , 110 4 ). It can be formed into a shape. Accordingly, when the barrier 370 is placed within the module frame 122, the end region is positioned between the separated bus bar frames 212 and the end edge is brought into close contact with the inner surface of the second end plate 126. You can. Specifically, a slit (SL) into which the barrier 370 can be inserted is formed in the bus bar frame 212. The barrier 370 may pass through the slit SL formed in the bus bar frame 212 and be in close contact with the inner surface of the second end plate 126.
추가 벤트부(450)는 제2 엔드 플레이트(126)의 전면을 관통하여 형성된 추가 관통홀(450a, 450b, 450c, 450d)로 이루어질 수 있다. 추가 관통홀(450a, 450b, 450c, 450d)은 각각의 전지 셀 그룹(1101, 1102, 1103, 1104) 또는 각각의 격실(310, 312, 314, 316)에 대응하여 임의의 패턴을 가지고 제2 엔드 플레이트(126)의 전면에 제공될 수 있다.The additional vent portion 450 may be formed of additional through holes 450a, 450b, 450c, and 450d formed through the front surface of the second end plate 126. The additional through holes (450a, 450b, 450c, 450d) have a random pattern corresponding to each battery cell group (110 1 , 110 2 , 110 3 , 110 4 ) or each compartment (310, 312, 314, 316). It may be provided on the front of the second end plate 126.
이와 같이 구성되는 제3 실시예의 전지 모듈(600)은, 하우징 내에 격실(310, 312, 314, 316)이 만들어질 때, 각각의 전지 셀 그룹(1101, 1102, 1103, 1104)이 엔드 플레이트(126) 측까지 해당 격실(310, 312, 314, 316)에 완전히 격리되도록 할 수 있다. The battery module 600 of the third embodiment configured as described above, when compartments 310, 312, 314, and 316 are created in the housing, each battery cell group (110 1 , 110 2 , 110 3 , 110 4 ) Even the end plate 126 side can be completely isolated from the corresponding compartments 310, 312, 314, and 316.
따라서, 격실(310, 312, 314, 316) 중 어느 격실에서 전지 셀의 열 폭주로 인해 발생된 고온의 배기 가스나 열은 우선적으로 전술한 벤트부(400)의 관통홀(400a, 400b, 400c, 400d)를 통해 하우징(120)의 외부로 배출될 수 있고, 여기에 추가적으로(또는 보조적으로) 엔드 플레이트 측으로도 배출 가스나 열이 추가 벤트부(450)의 추가 관통홀(450a, 450b, 450c, 450d)을 통해 하우징(120)의 외부로 빠르게 배출될 수 있다.Therefore, the high-temperature exhaust gas or heat generated due to thermal runaway of the battery cells in any of the compartments 310, 312, 314, and 316 is preferentially transmitted through the through holes 400a, 400b, and 400c of the vent portion 400 described above. , 400d), exhaust gas or heat may be discharged to the outside of the housing 120, and additionally (or auxiliaryly) to the end plate side, through additional through holes 450a, 450b, 450c of the vent portion 450. , 450d), it can be quickly discharged to the outside of the housing 120.
이와 같이 본 발명의 실시예들에 따른 전지 모듈은 하우징 내부에 마련되는 격실 구조에 따라 문제의 전지 셀에서 인접 셀로 열 전파가 되는 것을 방지 또는 지연시킬 수 있다.As such, the battery module according to embodiments of the present invention can prevent or delay heat propagation from the battery cell in question to an adjacent cell depending on the compartment structure provided inside the housing.
이러한 전지 모듈은 복수로 마련되어 전지 팩으로 구성될 수 있으며, 해당 전지 팩은 전지 모듈 자체 마련된 열 폭주로 인한 열 전파 방지 구조의 강화로 팩 설계 자유도를 향상시킬 수 있다.A plurality of such battery modules may be provided to form a battery pack, and the freedom of design of the pack can be improved by strengthening the structure to prevent heat propagation due to thermal runaway provided by the battery module itself.
또한 실시예들에 따른 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 이러한 디바이스에는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 운송 수단이나 수단이나 ESS(Energy Storage System)에 적용될 수 있으나 본 발명은 이에 제한되지 않고 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하며, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.Additionally, the battery module according to embodiments and the battery pack including the same can be applied to various devices. These devices may be applied to transportation means or means such as electric bicycles, electric vehicles, hybrid vehicles, or ESS (Energy Storage System), but the present invention is not limited thereto and includes various devices that can use battery modules and battery packs containing the same. It is applicable to, and this also falls within the scope of rights of the present invention.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements made by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also possible. falls within the scope of rights.
100, 500, 600: 전지 모듈
110: 전지 셀
1101, 1102, 1103, 1104: 전지 셀 그룹
120: 하우징
122: 모듈 프레임
122a: 넓은 면
122b: 좁은 면
124: 제1 엔드 플레이트
126: 제2 엔드 플레이트
200: 버스 바 어셈블리
210: 버스 바
212: 버스 바 플레이트
300, 330, 370: 배리어
310, 312, 314, 316: 격실
400: 벤트부
400a, 400b, 400c, 400d: 관통홀
450: 추가 벤트부
450a, 450b, 450c, 450d: 추가 관통홀100, 500, 600: Battery module
110: battery cell
110 1 , 110 2 , 110 3 , 110 4 : Battery cell group
120: housing
122: module frame
122a: wide side
122b: narrow side
124: first end plate
126: second end plate
200: Bus bar assembly
210: bus bar
212: Bus bar plate
300, 330, 370: Barrier
310, 312, 314, 316: compartment
400: vent part
400a, 400b, 400c, 400d: Through hole
450: Additional vent section
450a, 450b, 450c, 450d: additional through holes
Claims (21)
상기 복수의 전지 셀이 수용되는 하우징;
상기 복수의 전지 셀 사이에 배치되며 상기 하우징과 함께 격실을 구획하는 배리어; 및
상기 하우징에 제공되며 상기 격실에 배치된 전지 셀을 위한 벤트부
를 포함하고,
상기 하우징과 상기 배리어는 서로 이어져 상기 격실을 한정하는 전지 모듈.a plurality of battery cells;
a housing in which the plurality of battery cells are accommodated;
a barrier disposed between the plurality of battery cells and dividing a compartment together with the housing; and
A vent portion for a battery cell provided in the housing and disposed in the compartment.
Including,
The housing and the barrier are connected to each other to define the compartment. Battery module.
상기 복수의 전지 셀은 복수의 전지 셀 그룹을 포함하고, 상기 배리어는 상기 복수의 전지 셀 그룹 사이에 배치되는 전지 모듈.In paragraph 1:
A battery module wherein the plurality of battery cells include a plurality of battery cell groups, and the barrier is disposed between the plurality of battery cell groups.
상기 배리어와 상기 벤트부는 비중첩하는 전지 모듈.In paragraph 1:
A battery module in which the barrier and the vent portion do not overlap.
상기 배리어는 내열재 및/또는 내화재를 포함하는 전지 모듈.In paragraph 1:
The battery module includes a heat-resistant material and/or a fire-resistant material.
상기 배리어는 유리 섬유 시트, 실리콘 시트, 운모, (MICA), 또는 FLAME BARRIER FRB, 및 폼 패드 중 하나를 포함하는 전지 모듈.In paragraph 4,
The battery module comprising one of a glass fiber sheet, a silicone sheet, mica, (MICA), or FLAME BARRIER FRB, and a foam pad.
상기 배리어는 보강재를 더 포함하는 전지 모듈.In paragraph 4,
The battery module further includes a reinforcing material.
상기 배리어는 상기 보강재 및 상기 상기 보강재에 적층된 상기 내열재를 포함하는 전지 모듈.In paragraph 6:
The barrier is a battery module including the reinforcing material and the heat-resistant material laminated on the reinforcing material.
상기 하우징은 한 쌍의 제1 면과 상기 한 쌍의 제1 면에 수직하게 배치되는 한 쌍의 제2 면을 갖는 모듈 프레임을 포함하고,
상기 배리어는 상기 한 쌍의 제1 면 또는 상기 한 쌍의 제2 면에 접촉되어 지지되는 전지 모듈.In paragraph 1:
The housing includes a module frame having a pair of first faces and a pair of second faces disposed perpendicular to the pair of first faces,
The barrier is a battery module supported by contacting the pair of first surfaces or the pair of second surfaces.
상기 배리어는 상기 모듈 프레임의 길이 방향을 따라 배열되는 전지 모듈.In paragraph 8:
A battery module in which the barrier is arranged along the longitudinal direction of the module frame.
상기 한 쌍의 제1 면은 상기 모듈 프레임의 넓은 면으로 이루어지고, 상기 한 쌍의 제2 면은 상기 모듈 프레임의 좁은 면으로 이루어지며,
상기 벤트부는 상기 한 쌍의 제1 면 중 적어도 어느 한 면을 관통하는 관통홀을 포함하는 전지 모듈.In paragraph 8:
The pair of first sides consists of a wide side of the module frame, and the pair of second sides consists of a narrow side of the module frame,
The vent portion is a battery module including a through hole penetrating at least one of the pair of first sides.
상기 관통홀은 상기 적어도 어느 한 면의 길이 방향을 따라 복수로 배열되는 전지 모듈.In paragraph 10:
A battery module in which a plurality of through holes are arranged along the longitudinal direction of at least one side.
상기 관통홀은 복수의 열로 배열되고, 상기 배리어는 이웃하는 관통홀의 열 사이에 배치되는 전지 모듈.In paragraph 11:
A battery module in which the through holes are arranged in a plurality of rows, and the barrier is disposed between rows of neighboring through holes.
상기 전지 셀과 전기적으로 연결되는 버스 바 및 상기 버스 바가 지지되는 버스 바 프레임을 포함하는 버스 바 어셈블리를 더욱 포함하고,
상기 배리어는 상기 버스 바 프레임에 접촉되어 지지되는 전지 모듈.In paragraph 8:
It further includes a bus bar assembly including a bus bar electrically connected to the battery cell and a bus bar frame on which the bus bar is supported,
The barrier is a battery module supported by contacting the bus bar frame.
상기 전지 셀과 전기적으로 연결되는 버스 바 및 상기 버스 바가 지지되는 버스 바 프레임을 포함하는 버스 바 어셈블리, 및 상기 버스 바 어셈블리를 덮으면서 상기 모듈 프레임에 결합되는 엔드 플레이트를 더욱 포함하고,
상기 배리어는 상기 엔드 플레이트에 접촉되어 지지되는 전지 모듈.In paragraph 8:
It further includes a bus bar assembly including a bus bar electrically connected to the battery cell and a bus bar frame on which the bus bar is supported, and an end plate that covers the bus bar assembly and is coupled to the module frame,
The battery module is supported by contacting the barrier with the end plate.
상기 복수의 전지 셀은 복수의 전지 셀 그룹을 포함하고,
상기 버스 바 프레임은 상기 복수의 전지 셀 그룹에 각기 대응하여 서로 분리된 복수의 서브 버스 바 프레임을 포함하고,
상기 배리어는 복수의 서브 버스 바 프레임 중 이웃하는 서브 버스 바 프레임 사이로 연장되어 상기 엔드 플레이트의 내면에 맞닿는 전지 모듈.In paragraph 14:
The plurality of battery cells include a plurality of battery cell groups,
The bus bar frame includes a plurality of separated sub-bus bar frames respectively corresponding to the plurality of battery cell groups,
The battery module extends between neighboring sub-bus bar frames among a plurality of sub-bus bar frames and abuts the inner surface of the end plate.
상기 엔드 플레이트는 상기 격실에 배치된 전지 셀을 위한 추가 벤트부를 포함하는 전지 모듈. According to clause 14,
The end plate is a battery module including an additional vent portion for the battery cell disposed in the compartment.
상기 추가 벤트부는 상기 엔드 플레이트를 관통하는 추가 관통홀을 포함하는 전지 모듈. According to clause 16,
The additional vent portion is a battery module including an additional through hole penetrating the end plate.
상기 전지 셀과 전기적으로 연결되는 버스 바 및 상기 버스 바가 지지되는 버스 바 프레임을 포함하는 버스 바 어셈블리를 더욱 포함하고,
상기 버스 바 프레임에는 슬릿이 형성되고,
상기 배리어는 상기 슬릿을 관통하는 전지 모듈.In paragraph 8:
It further includes a bus bar assembly including a bus bar electrically connected to the battery cell and a bus bar frame on which the bus bar is supported,
A slit is formed in the bus bar frame,
The barrier is a battery module that penetrates the slit.
상기 버스 바 어셈블리를 덮으면서 상기 모듈 프레임에 결합되는 엔드 플레이트를 더욱 포함하고,
상기 배리어는 상기 슬릿을 통과하여 상기 엔드 플레이트에 접촉되어 지지되는 전지 모듈.In paragraph 18:
Further comprising an end plate that covers the bus bar assembly and is coupled to the module frame,
The battery module is supported by passing through the slit and contacting the end plate.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination |